PCB Layout设计要点

微笑的月亮

在集成电路应用设计中，完成原理图设计后，下一步就是进行至关重要的PCB布板设计。这一环节直接影响整个电路的性能和功能，因此，合理高效的PCB Layout是确保芯片电路设计和调试成功的关键。接下来，我们将简单介绍PCB Layout的设计要点。

PCB Layout设计要点

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元器件封装选择

电阻选择: 所选电阻耐压、最大功耗及温度不能超出使用范围

电容选择: 选择时也需要考虑所选电容的耐压与最大有效电流。

电感选择: 所选电感有效值电流、峰值电流必须大于实际电路中流过的电流。

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电路设计常见干扰

串扰: 设计线路平行走线距离过长时, 导线间的互容、互感将能量耦合至相邻的传输线。可以通过以下方法减少串扰影响：

1.加入安全走线

2.实际时尽量让相邻走线互相垂直

3.每走一段距离的平行线，增大两者间的间距

反射: 由于布线的弯角、分支太多造成传输线上阻抗不匹配，可以通过减少线路上的弯角及分支线或者避免直角走线及分支线补强来进行改善。

确定接地方式

单点接地(适用于低频电路)：所有的电路接地线接到公共地线同一点， 接线简单且减少地线回路相互干扰。

多点接地(适用于多层板电路/高频电路)：系统内部各部分就近接地，提供较低的接地阻抗。

增加滤波、旁路电容

为保证输入/输出电压稳定，增加输入/输出电容。

在电源和IC间增加旁路电容，以保证输入电压稳定并滤除高频噪声。

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阻抗位置设计

相对来说阻抗越高的位置, 越容易被干扰。如下为一同步降压芯片的PCB阻抗位置设计。

电源/地线处理

即使PCB板上的布线完成得很好，电源和地线处理不当也会引起干扰，导致产品性能下降。因此，在布线时应尽量加宽电源和地线的宽度。理想情况下，地线比电源线更宽，关系如下：地线＞电源线＞信号线。

对于数字电路的PCB，可以使用宽地线形成一个回路，构成地网（但这不适用于模拟电路）。使用大面积的铜箔层作为地线，在PCB上未使用的区域连接到地线。此外，可以采用多层板设计，使电源线和地线各占一层，以减少干扰和提高性能。

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数字与模拟电路的共地处理

在设计包含数字电路和模拟电路的PCB时，共地处理是关键，因为地线上的噪音干扰会影响整体性能。数字电路频率高，模拟电路对噪音敏感，因此必须采取措施减少相互干扰。

布线注意事项信号线处理：高频信号线应尽量远离模拟电路器件，以减少对模拟信号的干扰。地线处理：整个PCB的外部连接只有一个地线端口，因此在板内需要分开处理数字地和模拟地。在PCB内部，数字地和模拟地应完全分开，互不相连。只有在PCB与外部连接的端口处（如插头等），数字地和模拟地才通过一个连接点短接。请确保只有一个连接点，以防止形成地环路

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信号线分布层

在多层PCB布线时，如果信号线层已经几乎布满，继续增加层数会造成浪费，并增加生产难度和成本。为解决这一矛盾，可以考虑在电源层或地层上布线。

优先使用电源层：首选在电源层布线，因为这样可以保持地层的完整性，减少干扰。

次选地层布线：如果电源层无法满足需求，再考虑在地层布线，但要尽量保持地层的完整性，以确保稳定性和抗干扰能力＋

信号流向设计

在PCB布局设计中，应遵循信号流向直线放置的原则，尽量避免来回环绕。这样可以减少信号干扰，提高电路性能和稳定性。

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Layout设计建议

驱动芯片与功率MOSFET位置：尽量将驱动芯片靠近功率MOSFET，以减少路径长度。

电容位置：VCC-GND (CVCC) 和 VB-VS (CBS) 电容应尽量靠近芯片，以确保稳定性。

散热和寄生电感：在芯片散热焊盘上增加适量过孔，并与GND相连，以增强散热效果并减小寄生电感。

GND布线：GND布线应直接连接到MOSFET的源极（source），避免与源极-漏极（source-drain）间的大电流路径重合。同样，VS布线应遵循GND布线原则，以避免功率回路与驱动回路重合。

HO/LO布线：HO和LO布线应尽量宽（60mil-100mil），以降低驱动电流较高时的寄生电感影响。

LIN/HIN逻辑输入端口：LIN和HIN逻辑输入端口应尽量远离HS布线，以避免高电压摆动对输入信号的干扰。